本发明专利技术公开了接近纯铟传热性能的In‑Li‑Rh铟锂合金及其加工工艺。按照重量百分比，该合金的成分为：Li:1.5‑2.8wt.%,Rh:0.3‑0.5wt.%,Sb:2.4‑3.9wt.%,Ag:0.2‑0.4wt.%，Y:0.2‑0.4wt.%,Th:0.1‑0.2wt.%,余量为铟。该铟锂合金具有传统铟合金不具备的高导热性能,熔点在90‑110度。使得合金在发热量大，且需要器件轻量化的场合有了进一步的具体应用，便于工业化大规模应用。
In-Li-Rh indium lithium alloy close to pure indium heat transfer performance
The invention discloses In Li Rh Li indium alloy and its processing technology, which is close to the heat transfer performance of pure indium. According to the weight percentage, the composition of the alloy is: Li:1.5 2.8wt.%, Rh:0.3 0.5wt.%, Sb:2.4 3.9wt.%, Ag:0.2 0.4wt.%, Y:0.2 0.4wt.%, Th:0.1 0.2wt.%, and the remainder indium. The indium lithium alloy has the high thermal conductivity of the traditional indium alloy, and its melting point is 90 to 110 degrees. The alloy has further application in the occasion of high calorific value and lightweight devices, which is convenient for industrial large-scale application.
【技术实现步骤摘要】
接近纯铟传热性能的In-Li-Rh铟锂合金
本专利技术涉及合金
，具体地说，涉及一种铟锂合金。
技术介绍
金属铟具有延展性好，可塑性强，熔点低，沸点高，低电阻，抗腐蚀等优良特性，且具有好的光渗透性和导电性。许多合金在掺入少量的铟之后，可以提高合金的强度、提高其延展性、提高其抗磨损与抗腐蚀的性能等。铟合金在宇航、无线电和电子工业、医疗、国防、高新技术、能源等领域具有广阔的应用前景。铟合金可以用作太阳能电池的生产。具有生产成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等特点，光电转换效率居各种薄膜太阳能电池之首，接近晶体硅太阳电池，而成本则是晶体硅电池的三分之一。在原子能工业中，铟合金用于制造中子的指示剂。常用于制造原子核反应堆中的控制棒和制造中子检测器的优良材料。铟合金在工业上可以用于制造工业轴承。轴承的表面镀上铟合金，轴承的使用年限比普通镀层的轴承延长5倍之多。铟合金易于在金属表面形成牢固的涂层，且有良好的抗腐蚀性能，特别是能阻止碱性溶液的腐蚀作用。各种反光镜和反射器，如果表面镀上铟合金，则其反射性能会大大加强并耐海水的侵蚀，因此在海上船舶的反光镜常用到这种镀层。国际上通过合金化技术，凝固方式以及制备相关复合材料等手段不断深入提高铟合金的综合性能和加工技术，使得铟合金的生产成本不断降低和相关性能持续提高。但是，现有的铟合金传热性能还不够。当进行合金化后，铟合金的传热系数通常都小于纯铟传热系数的60%。这一缺陷严重地制约了该类合金在航空航天，电子，军工上的进一步应用。进一步提高铟合金的传热性能，是增加铟合金相关产业化进行良性循环的快速轨道。人们不断追求合金成本，材料性能和加工性能的最佳组合的来满足日益提升的要求。目前，在欧美、日本等发达国家已经通过几十年的努力对铟合金材料进行了多方位的创新。我国所需要的高端铟合金也多从德国，瑞典等发达国家进口。开发具备特殊性能铟合金有两种方法，一种是加入合金元素通过固溶强化来强化基体，另一种是通过加入第二相强化相形成铟基复合材料。在铟合金中加入锂后，通过优化合金的成分和配比能使得铟合金的传热系数达到接近纯铟的传热系数。随着我国工业的快速发展，开发新型高导电性能的铟合金已成为必然。铟锂合金最大的特点是在冶炼过程中熔体容易氧化烧，生成疏松的氧化膜和氮化膜。这种不致密的熔体表面化合物膜不能阻止氧气和氮气向熔体表面的扩散，导致了锂在合金熔体在熔炼过程中的不断氧化和消耗。因此，铟锂合金的冶炼中一般采用氩气保护的方法来进行合金制备。该方法不同程度地存在着成本偏高，铸件易产生熔剂夹杂、设备复杂等缺点。因此使铟锂合金的研制、开发与应用受到了限制。因而在急需大规模使用铟锂合金的工业和国防领域，一直存在着现有产量少，工艺繁琐，成本高等急需克服的现状。通过合金化的方法达到防止在冶炼过程中铟锂合金熔体的氧化，是解决该合金冶炼问题的发展方向之一。合金化阻燃和防止锂在熔炼过程中挥发的机理是在合金中添加合金元素来影响合金氧化的热力学与动力学过程，在合金表面形成具有保护作用的致密氧化膜和氮化膜，达到阻止合金剧烈氧化的目的。与氩气保护相比，合金化阻燃可以消除熔剂夹杂，降低合金的生产费用。此外，在铟锂合金中平衡各种合金元素的含量还可以使得最终铟锂合金产品还要同时拥有令人满意的熔点和其它性能。冶炼加工方法简单，生产成本比较低，降低了对设备要求。使得合金使用寿命有了进一步提高，便于工业化大规模应用。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以在180-250度大气条件下进行熔炼的接近纯铟传热性能的In-Li-Rh铟锂合金及其加工工艺。且在此温度区间熔炼的合金最终产品具有铟锂合金材料所需要具备的传热性能。该方法还具有生产成本低，便于大规模生产的特点。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种接近纯铟传热性能的In-Li-Rh铟合金。按重量百分比计，合金的组成为：Li:1.5-2.8wt.%,Rh:0.3-0.5wt.%,Sb:2.4-3.9wt.%,Ag:0.2-0.4wt.%，Y:0.2-0.4wt.%,Th:0.1-0.2wt.%,余量为铟。该铟锂合金在熔炼过程因为挥发和形成炉渣等原因而损失的重量在1.0-3.0wt.%左右。上述接近纯铟传热性能的In-Li-Rh铟锂合金的制备方法，包括如下步骤：将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到180-250度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在180-250度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的方锭和圆锭，铸锭下移速度为8-12m/min。该铸锭可以当做原料用于后续工序的压力加工来制备所需要的丝状或者薄膜状高导热铟合金。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：（1）本专利技术专利针对目前铟锂合金的传热性能还不能完全满足现有需求的现状提供了一种新颖的材料学解决方案。通过新颖的材料学方法来优选合金中的元素种类和含量，所得产品不仅可以大大降低合金元素使用量的缺点，还可以获得非常好的传热性能，并能获得优异的合金收得率。（2）本专利提出的具有接近纯铟传热性能的In-Li-Rh铟锂合金具有极其优异的阻燃性能，可以达到在180-250温度范围内在大气环境下静置5个小时而没有明显的燃烧。在对液态合金进行搅拌、吹气等熔体处理过程中，当其表面膜因剧烈搅拌被破坏后，能快速再生，成功阻碍合金的燃烧。所得合金表面氧化膜和氮化膜都有非常好的塑性和粘度，能够完整地铺展和覆盖住合金表面，有效阻挡大气侵入合金液内。且该铟锂合金在熔炼过程因为挥发和形成炉渣等原因而损失的重量小于3.0wt.%左右。（3）该铟锂合金具有低的液固相凝固温度范围，可以解决铸造时热裂倾向大，铸造空洞和疏松明显制品成品率低等技术难题。冶炼加工方法简单，生产成本比较低，降低了对设备要求。（4）相对于传统的铟合金，本专利申请保护的接近纯铟传热性能的In-Li-Rh铟锂合金具有极其优异的传热性能,熔点在90-110度。传热系数达到79-80W/m·K,接近纯铟的传热系数82W/m·K。相比较而言，一般的铟合金传热系数通常都小于纯铟传热系数的60%。使得铟合金在使用温度为90度以下发热量大，且需要器件轻量化的场合有了进一步的具体应用，便于工业化大规模装备。具体实施方式实施例1一种在190度熔炼接近纯铟传热性能的In-Li-Rh铟锂合金。按重量百分比计，合金的化学成分为：Li:1.9wt.%,Rh:0.4wt.%,Sb:2.8wt.%,Ag:0.3wt.%，Y:0.3wt.%,Th:0.1wt.%,余量为铟。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到大气保护的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚；感应加热到190度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右；将合金液体在190度保温静置10分钟后浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造成所需要的方锭和圆锭，铸锭下移速度为8m/min。该铸锭可以当做原料用于后续工序的压力加工来制备所需要的丝状或者薄膜状高导热铟合金。相对于传统的铟合金，本专利申请保护的接近纯铟传热性能的In-Li-Rh铟锂合金具有极其优异的传热性能,熔点在95度。传热系数达到79W/m·K,接近纯铟的传热系数82W/m·K本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种接近纯铟传热性能的In‑Li‑Rh铟锂合金；按照重量百分比，该合金的成分为：Li: 1.5‑2.8wt.%,Rh:0.3‑0.5wt.%,Sb:2.4‑3.9wt.%,Ag:0.2‑0.4wt.%，Y:0.2‑0.4wt.%, Th:0.1‑0.2wt.%,余量为铟。
【技术特征摘要】
1.一种接近纯铟传热性能的In-Li-Rh铟锂合金；按照重量百分比，该合金的成分为：Li:1.5-2.8wt.%,Rh:0.3-0.5wt.%,Sb:2.4-3.9wt.%,Ag:0.2-0.4wt.%，Y:0.2-0.4wt.%,Th:0.1-0.2wt.%,余量为铟。2.权利要求1所述接近纯铟传热性能的In-Li-Rh铟锂合金，其特征在于包括如下步骤：将...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨长江，
申请(专利权)人：广州宇智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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